Моделирование

Модели́рование — исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих предметов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя.

Модель как средство расколдовывания мира

Подробнее

Под моделированием понимается процессы как построения, так и изучения и применения моделей. Оно тесно связано с такими гносеологическими категориями как абстракция, аналогия, гипотеза и другими: процесс моделирования обязательно включает и построение абстракций, и умозаключения по аналогии, и конструирование научных гипотез. Поэтому естественно задать вопрос: является ли моделирование особым методом научного познания, не является ли оно синонимом процесса теоретического исследования или процесса познавательной деятельности вообще?

Главная особенности моделирования в том, что это метод опосредованного познания с помощью объектов-заместителей — моделей. -->

Виды моделирования

Пример научного моделирования. Схема химических процессов и процессов переноса в атмосфере.

В силу многозначности понятия «модель» в науке и технике не существует единой классификации видов моделирования: классификацию можно проводить по характеру моделей, по характеру моделируемых объектов, по сферам приложения моделирования (в технике, физических науках, кибернетике и т. д.). Например, можно выделить следующие виды моделирования:

1. Текстовое (письменность)

• Информационное моделирование
• Музыкальное (гармоническое) моделирование
• Компьютерное моделирование
• Математическое моделирование
• Математико-картографическое моделирование
• Цифровое моделирование
• Логическое моделирование
• Педагогическое моделирование
• Психологическое моделирование
• Статистическое моделирование
• Структурное моделирование
• Физическое моделирование
• Экономико-математическое моделирование
• Имитационное моделирование
• Эволюционное моделирование
• и т. д.

Процесс моделирования

Процесс моделирования включает три элемента:

• субъект (исследователь),
• объект исследования,
• модель, определяющую (отражающую) отношения познающего субъекта и познаваемого объекта.

Первый этап построения модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Познавательные возможности модели обусловливаются тем, что модель отображает (воспроизводит, имитирует) какие-либо существенные черты объекта-оригинала. Вопрос о необходимой и достаточной мере сходства оригинала и модели требует конкретного анализа. Очевидно, модель утрачивает свой смысл как в случае тождества с оригиналом (тогда она перестает быть моделью), так и в случае чрезмерного во всех существенных отношениях отличия от оригинала. Таким образом, изучение одних сторон моделируемого объекта осуществляется ценой отказа от исследования других сторон. Поэтому любая модель замещает оригинал лишь в строго ограниченном смысле. Из этого следует, что для одного объекта может быть построено несколько «специализированных» моделей, концентрирующих внимание на определенных сторонах исследуемого объекта или же характеризующих объект с разной степенью детализации.

На втором этапе модель выступает как самостоятельный объект исследования. Одной из форм такого исследования является проведение «модельных» экспериментов, при которых сознательно изменяются условия функционирования модели и систематизируются данные о ее «поведении». Конечным результатом этого этапа является множество (совокупность) знаний о модели.

На третьем этапе осуществляется перенос знаний с модели на оригинал — формирование множества знаний. Одновременно происходит переход с «языка» модели на «язык» оригинала. Процесс переноса знаний проводится по определенным правилам. Знания о модели должны быть скорректированы с учетом тех свойств объекта-оригинала, которые не нашли отражения или были изменены при построении модели.

Четвертый этап — практическая проверка получаемых с помощью моделей знаний и их использование для построения обобщающей теории объекта, его преобразования или управления им.

Моделирование — циклический процесс. Это означает, что за первым четырехэтапным циклом может последовать второй, третий и т.д. При этом знания об исследуемом объекте расширяются и уточняются, а исходная модель постепенно совершенствуется. Недостатки, обнаруженные после первого цикла моделирования, обусловленные малым знанием объекта или ошибками в построении модели, можно исправить в последующих циклах.

Сейчас трудно указать область человеческой деятельности, где не применялось бы моделирование. Разработаны, например, модели производства автомобилей, выращивания пшеницы, функционирования отдельных органов человека, жизнедеятельности Азовского моря, последствий атомной войны. В перспективе для каждой системы могут быть созданы свои модели, перед реализацией каждого технического или организационного проекта должно проводиться моделирование.

Литература

• Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. — М: Наука, 1997. — 320 с. — ISBN 5-9221-0120-X

• Нефёдов С. А., Турчин П. В. Опыт моделирования демографически-структурных циклов // История и Математика: Макроисторическая динамика общества и государства История и Математика: Макроисторическая динамика общества и государства / Ред. Коротаев А.В., Малков С.Ю., Гринин Л.Е. М.: КомКнига/УРСС. С.153-167. ISBN 978-5-484-01009-7.
• Лодатко Е.А. Методологические основы моделирования социокультурных процессов // RELGA : Научно-культурологический сетевой журнал. — 2007. — № 15(160).

Ссылки

• Учебные пособия института математического моделирования РАН
• Ссылки Центра системных исследований КАН по моделированию
• Художественное моделирование геометрических форм, статья
• История и синергетика. Математическое моделирование социальной динамики

См. также

• Схема
• Метамоделирование
• Статья про Метамоделирование
• Сообщество свободного математического моделирования